Definice toho, co se nazývá elektrický proud v kapalinách. Elektrický proud v kapalinách: jeho původ, kvantitativní a kvalitativní charakteristiky

Mezi kapaliny, které jsou vodiči, patří taveniny a roztoky elektrolytů, tzn. soli, kyseliny a zásady.

Když se elektrolyty rozpustí ve vodě, jejich molekuly se rozpadnou na ionty - elektrolytická disociace. Stupeň disociace, tzn. Podíl molekul v rozpuštěné látce, které se rozpadly na ionty, závisí na teplotě, koncentraci roztoku a elektrických vlastnostech rozpouštědla. S rostoucí teplotou se zvyšuje stupeň disociace a následně se zvyšuje koncentrace kladně a záporně nabitých iontů. Když se ionty různých znaků setkají, mohou se opět spojit do neutrálních molekul. Tento proces se nazývá rekombinace. Za konstantních podmínek se v roztoku ustaví dynamická rovnováha, ve které se počet molekul, které se rozpadají na ionty za sekundu, rovná počtu párů iontů, které se zároveň rekombinují na neutrální molekuly.

Volnými nosiči náboje ve vodivých kapalinách jsou tedy kladné a záporné ionty. Pokud jsou elektrody připojené ke zdroji proudu umístěny do kapaliny, tyto ionty se začnou pohybovat. Jedna z elektrod je připojena k zápornému pólu zdroje proudu - říká se jí katoda - druhá je připojena ke kladnému pólu - anodě. Po připojení ke zdroji proudu začnou ionty v roztoku elektrolytu pohybovat zápornými ionty směrem ke kladné elektrodě (anodě) a kladné ionty směrem k záporné elektrodě (katodě). To znamená, že se vytvoří elektrický proud. Taková vodivost v kapalinách se nazývá iontová, protože nosiče náboje jsou ionty.

Když proud prochází roztokem elektrolytu, uvolňuje se látka na elektrodách spojených s redoxními reakcemi. Na anodě se záporně nabité ionty vzdávají svých nadbytečných elektronů (oxidační reakce) a na katodě kladné ionty přijímají chybějící elektrony (redukční reakce). Tento proces se nazývá elektrolýza.

Při elektrolýze se na elektrodách uvolňuje látka. Závislost hmotnosti uvolňované látky m na síle proudu, době průchodu proudu a samotné látce stanovil M. Faraday. Tento zákon lze získat teoreticky. Hmotnost uvolněné látky je tedy rovna součinu hmotnosti jednoho iontu m i počtu iontů N i, které dosáhly elektrody za dobu Dt. Hmotnost iontu podle vzorce pro látkové množství je m i =M/N a, kde M je molární hmotnost látky, N a je Avogadrova konstanta. Počet iontů dopadajících na elektrodu se rovná N i =Dq/qi, kde Dq je náboj, který prošel elektrolytem za dobu Dt (Dq=I*Dt), qi je náboj iontu, který je určen podle valence atomu (q i = n*e, kde n – valence atomu, e – elementární náboj). Při dosazení těchto vzorců získáme, že m=M/(neN a)*IDt. Označíme-li k (koeficient proporcionality) =M/(neN a), pak máme m=kIDt. Toto je matematické znázornění prvního Faradayova zákona - jednoho ze zákonů elektrolýzy. Hmotnost látky uvolněné na elektrodě za dobu Dt při průchodu elektrického proudu je úměrná síle proudu a této době. Hodnota k se nazývá elektrochemický ekvivalent dané látky, který se číselně rovná hmotnosti látky uvolněné na elektrodách při přenosu ionty o náboji rovném 1 C. [k] = 1 kg/Cl. k = M/(neN a) = 1/F*M/n, kde F je Faradayova konstanta. F=eNa=9,65*104 C/mol. Odvozený vzorec k=(1/F)*(M/n) je druhý Faradayův zákon.

Elektrolýza je široce používána v technologii pro různé účely, například pokrytí povrchu jednoho kovu tenkou vrstvou jiného (niklování, chromování, mědění atd.). Pokud zajistíte dobré odlupování elektrolytického povlaku z povrchu, můžete získat kopii topografie povrchu. Tento proces se nazývá galvanické pokovování. Elektrolýza se také používá k čištění kovů od nečistot, například silné pláty surové mědi získané z rudy se umístí do lázně jako anoda. Během procesu elektrolýzy se měď rozpouští, nečistoty padají na dno a čistá měď se usazuje na katodě. Elektrolýzou se vyrábí i desky elektronických obvodů. Na dielektrikum se nalepí tenký složitý vzor spojovacích vodičů, poté se destička vloží do elektrolytu, kde se vyleptají oblasti měděné vrstvy, které nejsou pokryty barvou. Poté se barva smyje a na desce se objeví detaily mikroobvodu.

Skutečnost, že kapaliny mohou dokonale vést elektrická energie, to zná úplně každý. A je také známo, že všechny vodiče podle typu jsou rozděleny do několika podskupin. V našem článku navrhujeme zvážit, jak se elektrický proud provádí v kapalinách, kovech a jiných polovodičích, stejně jako zákony elektrolýzy a její typy.

Teorie elektrolýzy

Pro snazší pochopení toho, o čem mluvíme, navrhujeme začít teorií, pokud elektrický náboj považujeme za druh kapaliny, je známá již více než 200 let. Náboje se skládají z jednotlivých elektronů, ale ty jsou tak malé, že jakýkoli velký náboj se chová jako nepřetržitý tok kapaliny.

Stejně jako pevná tělesa mohou být i kapalné vodiče tří typů:

• polovodiče (selen, sulfidy a další);
• dielektrika ( alkalické roztoky soli a kyseliny);
• vodiče (řekněme v plazmě).

Proces, při kterém se vlivem elektrického molárního pole rozpouštějí elektrolyty a rozpadají ionty, se nazývá disociace. Podíl molekul, které se rozpadly na ionty nebo rozpadlé ionty v rozpuštěné látce, zase zcela závisí na fyzikální vlastnosti a teploty v různých vodičích a taveninách. Je důležité si pamatovat, že ionty se mohou rekombinovat nebo vrátit dohromady. Pokud se podmínky nezmění, bude počet rozpadlých a kombinovaných iontů stejně úměrný.

Ionty vedou energii v elektrolytech, protože mohou to být jak kladně, tak záporně nabité částice. Když je kapalina (nebo přesněji nádoba s kapalinou připojena ke zdroji energie), částice se začnou pohybovat směrem k opačným nábojům (kladné ionty se začnou přitahovat ke katodám a záporné ionty k anodám). V tomto případě je energie transportována přímo ionty, takže vodivost tohoto typu se nazývá iontová.

Při tomto typu vedení je proud přenášen ionty a na elektrodách se uvolňují látky, které jsou součástí elektrolytů. Pokud uvažujeme z chemického hlediska, pak dochází k oxidaci a redukci. Elektrický proud v plynech a kapalinách je tedy transportován pomocí elektrolýzy.

Fyzikální zákony a proud v kapalinách

Elektřina v našich domovech a zařízeních se zpravidla nepřenáší kovovými dráty. V kovu se elektrony mohou pohybovat z atomu na atom, a tak nést záporný náboj.

Jako tekutiny se podávají ve formě elektrické napětí, známé jako napětí, vyjádřené v jednotkách voltů, pojmenované po italském vědci Alessandru Voltovi.

Video: Elektřina v kapalinách: úplná teorie

Také elektrický proud teče z vysokého napětí na nízké napětí a je měřen v jednotkách známých jako ampéry, pojmenované po Andre-Marie Ampere. A podle teorie a vzorce, pokud zvýšíte napětí, pak se úměrně zvýší i jeho síla. Tento vztah je známý jako Ohmův zákon. Jako příklad je níže uvedena charakteristika virtuálních ampérů.

Obrázek: proud versus napětí

Ohmův zákon (s dalšími detaily týkajícími se délky a tloušťky drátu) je obvykle jednou z prvních věcí, které se vyučují v hodinách fyziky, mnoho studentů a učitelů proto považuje elektrický proud v plynech a kapalinách za základní zákon ve fyzice.

Abyste viděli pohyb nábojů na vlastní oči, musíte si připravit baňku se slanou vodou, ploché pravoúhlé elektrody a zdroje energie, budete potřebovat také instalaci ampérmetru, pomocí které bude energie vedena z energie přívod k elektrodám.

Vzor: proud a sůl

Desky, které fungují jako vodiče, musí být spuštěny do kapaliny a zapnuto napětí. Poté začne chaotický pohyb částic, ale jako po vynoření magnetické pole mezi vodiči bude tento proces zefektivněn.

Jakmile si ionty začnou vyměňovat náboje a spojovat se, z anod se stanou katody a z katod se stanou anody. Zde je ale nutné počítat elektrický odpor. Teoretická křivka samozřejmě hraje důležitou roli, ale hlavní vliv má teplota a úroveň disociace (podle toho, které nosiče jsou zvoleny), a také zvolená střídavý proud nebo trvalé. Po dokončení této experimentální studie si můžete všimnout, že se na pevných tělesech (kovových deskách) vytvořila tenká vrstva soli.

Elektrolýza a vakuum

Elektrický proud ve vakuu a kapalinách je poměrně složitý problém. Faktem je, že v takových médiích nejsou v tělech žádné náboje, což znamená, že jde o dielektrikum. Jinými slovy, naším cílem je vytvořit podmínky, aby atom elektronu mohl začít svůj pohyb.

Chcete-li to provést, musíte použít modulární zařízení, vodiče a kovové desky a poté postupovat jako ve výše uvedené metodě.

Vodiče a vakuum Charakteristika proudu ve vakuu

Aplikace elektrolýzy

Tento proces se uplatňuje téměř ve všech oblastech života. I ta nejzákladnější práce někdy vyžaduje zásah elektrického proudu do kapalin, řekněme,

Pomocí tohoto jednoduchého procesu jsou pevná tělesa potažena tenkou vrstvou jakéhokoli kovu, například niklu nebo chromování. toto je jeden z možné způsoby boj s korozními procesy. Podobné technologie se používají při výrobě transformátorů, měřičů a dalších elektrických zařízení.

Doufáme, že naše zdůvodnění zodpovědělo všechny otázky, které vyvstávají při studiu fenoménu elektrického proudu v kapalinách. Pokud potřebujete lepší odpovědi, doporučujeme navštívit fórum elektrikářů, kde vám rádi zdarma poradí.

« Fyzika - 10. třída"

Jaké jsou nosiče elektrického proudu ve vakuu?
Jaká je povaha jejich pohybu?

Kapaliny, stejně jako pevné látky, mohou být dielektrika, vodiče a polovodiče. Mezi dielektrika patří destilovaná voda, k vodičům roztoky a taveniny elektrolytů: kyselin, zásad a solí. Kapalné polovodiče jsou roztavený selen, roztavené sulfidy atd.

Elektrolytická disociace.

Při rozpouštění elektrolytů pod vlivem elektrické pole Molekuly polární vody rozkládají molekuly elektrolytu na ionty.

Rozklad molekul na ionty vlivem elektrického pole polárních molekul vody se nazývá elektrolytická disociace.

Stupeň disociace- podíl molekul v rozpuštěné látce, které se rozpadly na ionty.

Stupeň disociace závisí na teplotě, koncentraci roztoku a elektrických vlastnostech rozpouštědla.

S rostoucí teplotou se zvyšuje stupeň disociace a následně se zvyšuje koncentrace kladně a záporně nabitých iontů.

Když se ionty různých znaků setkají, mohou se opět spojit do neutrálních molekul.

Za konstantních podmínek se v roztoku ustaví dynamická rovnováha, ve které se počet molekul, které se rozpadají na ionty za sekundu, rovná počtu párů iontů, které se zároveň rekombinují na neutrální molekuly.

Iontová vodivost.

Nosiče náboje ve vodných roztocích nebo taveninách elektrolytů jsou kladně a záporně nabité ionty.

Pokud je nádoba s roztokem elektrolytu připojena k elektrickému obvodu, začnou se záporné ionty pohybovat směrem ke kladné elektrodě - anodě a kladné ionty - směrem k záporné - katodě. V důsledku toho bude obvodem protékat elektrický proud.

Vodivost vodných roztoků nebo tavenin elektrolytů, kterou provádějí ionty, se nazývá iontová vodivost.

Elektrolýza. Při iontovém vedení je průchod proudu spojen s přenosem hmoty. Na elektrodách se uvolňují látky, které tvoří elektrolyty. Na anodě se záporně nabité ionty vzdávají svých nadbytečných elektronů (v chemii se tomu říká oxidační reakce) a na katodě kladné ionty přijímají chybějící elektrony (redukční reakce).

Kapaliny mohou mít také elektronickou vodivost. Takovou vodivost mají například tekuté kovy.

Proces uvolňování látky na elektrodě spojený s redoxními reakcemi se nazývá elektrolýza.

Co určuje hmotnost látky uvolněné za určitou dobu? Je zřejmé, že hmotnost m uvolněné látky je rovna součinu hmotnosti m 0i jednoho iontu počtem N i iontů, které dosáhly elektrody za dobu Δt:

m = m 0i N i. (16.3)

Hmotnost iontu m 0i se rovná:

kde M je molární (neboli atomová) hmotnost látky a N A je Avogadrova konstanta, tj. počet iontů v jednom molu.

Počet iontů dopadajících na elektrodu je roven

kde Δq = IΔt je náboj prošlý elektrolytem během doby Δt; q 0i je náboj iontu, který je určen valencí n atomu: q 0i = ne (e je elementární náboj). Při disociaci molekul, např. KBr, sestávajícího z jednovazných atomů (n = 1), vznikají ionty K + a Br -. Disociace molekul síranu měďnatého vede ke vzniku dvakrát nabitých iontů Cu 2+ a SO 2- 4 (n ​​= 2). Dosazením výrazů (16.4) a (16.5) do vzorce (16.3) a zohledněním toho, že Δq = IΔt, a q 0i = ne, dostaneme

Faradayův zákon.

Označme k koeficient úměrnosti mezi hmotností látky a nábojem Δq = IΔt procházejícím elektrolytem:

kde F = eN A = 9,65 10 4 C/mol - Faradayova konstanta.

Koeficient k závisí na povaze látky (hodnoty M a n). Podle vzorce (16.6) máme

m = kIΔt. (16.8)

Faradayův zákon elektrolýzy:

Hmotnost látky uvolněné na elektrodě za dobu Δt. když elektrický proud prochází, je úměrný síle proudu a času.

Toto tvrzení, získané teoreticky, poprvé experimentálně stanovil Faraday.

Volá se veličina k ve vzorci (16.8). elektrochemický ekvivalent této látky a je vyjádřen v kilogramů na přívěsek(kg/Cl).

Ze vzorce (16.8) je zřejmé, že koeficient k je číselně roven hmotnosti látky uvolněné na elektrodách, když ionty přenesou náboj rovný 1 C.

Elektrochemický ekvivalent má jednoduchý fyzikální význam. Protože M/N A = m 0i a еn = q 0i, pak podle vzorce (16.7) k = rn 0i /q 0i, tj. k je poměr hmotnosti iontu k jeho náboji.

Měřením hodnot m a Δq je možné určit elektrochemické ekvivalenty různých látek.

Platnost Faradayova zákona si můžete ověřit experimentálně. Sestavíme instalaci znázorněnou na obrázku (16.25). Všechny tři elektrolytické lázně jsou naplněny stejným roztokem elektrolytu, ale proudy procházející jimi jsou různé. Označme proudové síly I1, I2, I3. Pak I 1 = I 2 + I 3. Měřením hmotností m 1 , m 2 , m 3 látek uvolněných na elektrodách v různých lázních lze ověřit, že jsou úměrné odpovídajícím proudovým silám I 1 , I 2, I 3 .

Stanovení náboje elektronu.

Pro stanovení náboje elektronu lze použít vzorec (16.6) pro hmotnost látky uvolněné na elektrodě. Z tohoto vzorce vyplývá, že modul elektronového náboje je roven:

Znát hmotnost m látky uvolněné při průchodu náboje IΔt, molární hmotnost M, valence n atomů a Avogadrova konstanta N A, můžete najít hodnotu modulu elektronového náboje. Ukázalo se, že se rovná e = 1,6 10 -19 C.

Tímto způsobem byla v roce 1874 poprvé získána hodnota elementárního elektrického náboje.

Aplikace elektrolýzy. Elektrolýza je široce používána v technologii pro různé účely. Elektrolyticky pokryjte povrch jednoho kovu tenkou vrstvou jiného ( niklování, chromování, zlacení a tak dále.). Tento odolný povlak chrání povrch před korozí. Pokud zajistíte dobré odlupování elektrolytického povlaku z povrchu, na kterém je kov uložen (toho je dosaženo např. nanesením grafitu na povrch), můžete získat kopii z reliéfního povrchu.

Proces získávání odlupovatelných povlaků - elektrotyp- vyvinul ruský vědec B. S. Jacobi (1801-1874), který v roce 1836 touto metodou vyrobil duté figury pro katedrálu svatého Izáka v Petrohradě.

Dříve se v polygrafickém průmyslu získávaly kopie z reliéfního povrchu (stereotypy) z matric (otisk typu na plastovém materiálu), pro které byla na matrice nanesena silná vrstva železa nebo jiné látky. To umožnilo reprodukovat komplet v potřebném počtu kopií.

Pomocí elektrolýzy se kovy čistí od nečistot. Surová měď získaná z rudy se tedy odlévá do podoby silných plechů, které se pak vkládají do lázně jako anody. Při elektrolýze se měď anody rozpouští, na dno padají nečistoty obsahující cenné a vzácné kovy a na katodě se usazuje čistá měď.

Pomocí elektrolýzy se hliník získává z roztaveného bauxitu. Právě tento způsob výroby hliníku jej učinil levným a spolu se železem nejrozšířenějším v technice i běžném životě.

Elektrolýzou se získávají desky elektronických obvodů, které slouží jako základ pro všechny elektronické produkty. Na dielektrikum je nalepena tenká měděná deska, na kterou je speciální barvou natřen složitý vzor spojovacích vodičů. Poté se deska vloží do elektrolytu, kde se naleptá místa vrstvy mědi, která nejsou pokryta barvou. Poté se barva smyje a na desce se objeví detaily mikroobvodu.

Původ elektrického proudu (pohyb elektrické náboje) přes roztok se výrazně liší od pohybu elektrických nábojů po kovovém vodiči.

Rozdíl je především v tom, že nosiči náboje v roztocích nejsou elektrony, ale ionty, tzn. samotné atomy nebo molekuly, které ztratily nebo získaly jeden nebo více elektronů.

Přirozeně je tento pohyb, tak či onak, doprovázen změnou vlastností samotné látky.

Uvažujme elektrický obvod, jehož prvkem je nádoba s roztokem kuchyňské soli a s elektrodami libovolného tvaru do ní vloženými z desky. Po připojení ke zdroji se v obvodu objeví proud, který představuje pohyb těžkých nabitých částic - iontů - v roztoku. Vzhled iontů již znamená možnost chemického rozkladu roztoku na dva hlavní prvky - Na a Cl. Sodík, který ztratil elektron, je kladně nabitý iont pohybující se směrem k elektrodě, která je připojena k záporné svorce zdroje energie, elektrického obvodu. Chlór, který „uchvátil“ elektron, je záporný iont.

Záporné ionty chloru se pohybují k elektrodě, která je připojena ke kladnému pólu zdroje elektrické energie. řetězy.

K tvorbě kladných a záporných iontů dochází v důsledku samovolného rozpadu molekuly kuchyňské soli ve vodném roztoku (elektrolytická disociace). Pohyb iontů je způsoben napětím aplikovaným na elektrody ponořené v roztoku. Po dosažení elektrod ionty přijímají nebo odevzdávají elektrony a tvoří molekuly Cl a Na. Podobné jevy jsou pozorovány v roztocích mnoha dalších látek. Molekuly těchto látek se stejně jako molekuly kuchyňské soli skládají z opačně nabitých iontů, na které se v roztocích rozpadají. Počet rozpadlých molekul, přesněji počet iontů, charakterizuje elektrický odpor roztoku.

Ještě jednou zdůrazněme, že vznik elektrického proudu podél obvodu, jehož prvkem je řešení, způsobuje pohyb látky tohoto prvku elektrického obvodu a v důsledku toho i změnu jeho chemické vlastnosti, zatímco při průchodu elektrického proudu kovovým vodičem nedochází k žádným změnám vodiče.

Co určuje množství látky uvolněné při elektrolýze na elektrodách? Faraday na tuto otázku odpověděl poprvé. Faraday experimentálně ukázal, že hmotnost uvolněné látky souvisí se silou proudu a dobou, po kterou teče t poměrem (Faradayův zákon):

Hmotnost látky uvolněná při elektrolýze látky je přímo úměrná množství elektřiny procházející elektrolytem a nezávisí na jiných důvodech než na typu látky.

Tento vzorec lze ověřit v následujících experimentech. Nalijme stejný elektrolyt do více koupelí, ale s různou koncentrací. Spusťte elektrody různých oblastí do vany a umístěte je do vany v různých vzdálenostech. Zapojíme všechny lázně do série a propustíme jimi proud. Pak je zřejmé, že každou z lázní projde stejné množství elektřiny. Zvážením katod před a po experimentu zjistíme, že na všech katodách se uvolnilo stejné množství látky. Paralelním zapojením všech lázní a průchodem proudu skrz ně můžete ověřit, že množství látky uvolněné na katodách je přímo úměrné množství elektřiny procházející každou z nich. Konečně zapojením lázní s různými elektrolyty do série lze snadno zjistit, že množství uvolňované látky závisí na typu této látky.

Veličina charakterizující závislost množství látky uvolněné při elektrolýze na jejím typu se nazývá elektrochemický ekvivalent a označuje se písmenem k.

Hmotnost látky uvolněné během elektrolýzy je celková hmotnost všech iontů vybitých na elektrodě. Vystavením různých solí elektrolýze je možné experimentálně stanovit množství elektřiny, které musí projít elektrolytem, ​​aby se uvolnil jeden kilogram – ekvivalent dané látky. Faraday byl první, kdo takové experimenty provedl. Zjistil, že k uvolnění jednoho kilogramu - ekvivalentu jakékoli látky během elektrolýzy, je zapotřebí stejné množství elektřiny, které se rovná 9,65 107 k.

Množství elektřiny potřebné k uvolnění kilogramového ekvivalentu látky během elektrolýzy se nazývá Faradayovo číslo a označuje se písmenem F:

F = 9,65-107 k.

V elektrolytu je iont obklopen molekulami rozpouštědla (vody), které mají významné dipólové momenty. Při interakci s iontem se k němu svými konci otáčejí dipólové molekuly, které mají náboj, jehož znaménko je opačné než náboj iontu, proto uspořádaný pohyb iontu v elektrické pole se stává obtížnější a pohyblivost iontů je výrazně nižší než pohyblivost vodivostních elektronů v kovu. Protože koncentrace iontů není obvykle vysoká ve srovnání s koncentrací elektronů v kovu, elektrická vodivost elektrolytů je vždy výrazně menší než elektrická vodivost kovů.

Silným ohřevem proudem jsou v elektrolytech dosažitelné jen nepatrné proudové hustoty, tzn. nízké intenzity elektrického pole. S rostoucí teplotou elektrolytu se vlivem zvýšeného náhodného pohybu molekul zhoršuje uspořádaná orientace dipólů rozpouštědla, takže obal dipólu je částečně destruován, zvyšuje se pohyblivost iontů a vodivost roztoku. Závislost měrné elektrické vodivosti na koncentraci při konstantní teplotě je složitá. Pokud je rozpouštění možné v jakýchkoliv poměrech, pak při určité koncentraci má elektrická vodivost maximum. Důvodem je toto: pravděpodobnost rozpadu molekul na ionty je úměrná počtu molekul rozpouštědla a počtu molekul rozpustné látky na jednotku objemu. Ale je to také možné obrácený proces: (rekombinace iontů na molekuly), jejíž pravděpodobnost je úměrná druhé mocnině počtu iontových párů. Konečně, elektrická vodivost je úměrná počtu iontových párů na jednotku objemu. Proto je při nízkých koncentracích disociace úplná, ale celkový počet iontů je malý. Při velmi vysokých koncentracích je disociace slabá a počet iontů je také malý. Pokud je rozpustnost látky omezená, pak obvykle není pozorována žádná maximální elektrická vodivost. Při zmrazení prudce vzroste viskozita vodného roztoku, prudce se sníží pohyblivost iontů a tisíckrát klesne elektrická vodivost. Když tekuté kovy tuhnou, pohyblivost elektronů a elektrická vodivost zůstávají téměř nezměněny.

Elektrolýza je široce používána v různých elektrochemických odvětvích. Nejvýznamnější z nich jsou: elektrolytická výroba kovů z vodných roztoků jejich solí a z jejich roztavených solí; elektrolýza chloridových solí; elektrolytická oxidace a redukce; výroba vodíku elektrolýzou; galvanostegie; elektrotyp; elektrolytické leštění. Rafinační metodou vzniká čistý kov bez nečistot. Galvanizace je potahování kovových předmětů další vrstvou kovu. Galvanické pokovování je výroba kovových kopií z reliéfních obrazů jakýchkoli povrchů. Elektroleštění - vyrovnávání kovových povrchů.

Kapaliny, stejně jako jakékoli jiné látky, mohou být vodiče, polovodiče a dielektrika. Například destilovaná voda bude dielektrikem a roztoky a taveniny elektrolytů budou vodiči. Polovodiče budou například roztavený selen nebo sulfidové taveniny.

Iontová vodivost

Elektrolytická disociace je proces rozkladu molekul elektrolytu na ionty pod vlivem elektrického pole polárních molekul vody. Stupeň disociace je podíl molekul, které se v rozpuštěné látce rozpadly na ionty.

Stupeň disociace bude záviset na různých faktorech: teplotě, koncentraci roztoku, vlastnostech rozpouštědla. S rostoucí teplotou se bude zvyšovat i stupeň disociace.

Poté, co jsou molekuly rozděleny na ionty, pohybují se náhodně. V tomto případě se mohou dva ionty různých znaků rekombinovat, to znamená, že se mohou opět spojit do neutrálních molekul. Při absenci vnějších změn v řešení by měla být nastolena dynamická rovnováha. S ním se počet molekul, které se rozpadnou na ionty za jednotku času, bude rovnat počtu molekul, které se znovu spojí.

Nosiče náboje ve vodných roztocích a taveninách elektrolytů budou ionty. Pokud je k okruhu připojena nádoba s roztokem nebo taveninou, začnou se kladně nabité ionty pohybovat směrem ke katodě a záporné - směrem k anodě. V důsledku tohoto pohybu vznikne elektrický proud. Tento typ vodivosti se nazývá iontová vodivost.

Kromě iontové vodivosti v kapalinách může mít také elektronovou vodivost. Tento typ vodivosti je charakteristický například pro tekuté kovy. Jak bylo uvedeno výše, s iontovým vedením je průchod proudu spojen s přenosem hmoty.

Elektrolýza

Na elektrodách se budou usazovat látky, které jsou součástí elektrolytů. Tento proces se nazývá elektrolýza. Elektrolýza je proces uvolňování látky na elektrodě spojený s redoxními reakcemi.

Elektrolýza našla široké uplatnění ve fyzice a technice. Pomocí elektrolýzy je povrch jednoho kovu potažen tenkou vrstvou jiného kovu. Například chromování a niklování.

Pomocí elektrolýzy můžete vytvořit kopii z reliéfního povrchu. K tomu je nutné, aby se vrstva kovu, která se usadí na povrchu elektrody, dala snadno odstranit. K dosažení tohoto cíle se někdy na povrch nanáší grafit.

Proces získávání takových snadno odlupovatelných povlaků se nazývá galvanické pokovování. Tuto metodu vyvinul ruský vědec Boris Jacobi při výrobě dutých figurek pro katedrálu svatého Izáka v Petrohradě.